地點：自然基金委某國際項目答辯現場
恰逢“化學反應的本質及其選控”項目首席楊學明來北京，參加完自然基金委的國際合作項目答辯，他接受了記者的采訪。
楊學明從大連化物所念的碩士，后到美國讀博士、博士后，師從諾貝爾獎獲得者李遠哲，在臺灣完成了從學生到獨立研究者的蛻變，并在國際上建立了自己的聲望。
2001年，他回到大連化物所，帶領科技部973項目“化學反應的本質及其選控”的研究團隊，共同攀登化學反應動力學的基礎研究高峰。
記者：化學反應動力學是一門怎樣的學科?
楊學明：自從Hershbach、李遠哲、Polanyi因對分子反應動力學的杰出貢獻而獲得1986年諾貝爾化學獎以來，分子反應動力學得到了蓬勃發展。對化學反應的研究已經深入到原子分子的層次，細致到量子態。
化學反應是化學的靈魂和化學學科的基礎。化學反應的本質是指化學反應是怎樣發生的。化學反應的選控，是研究如何控制化學反應。研究這些問題有著重要的科學意義，同時基礎科學的研究也可以為現實世界中的問題提供解決方案。
記者：能舉幾個例子嗎?
楊學明：我認為最為成功的例子，就是對氟利昂的全球化控制。這對臭氧層的保護意義非常重大。
因為冰箱里面的制冷劑氟利昂不會分解，制冷效果又好，所以在最開始應用時，人們非常高興。但后來發現散發到大氣中去后，氟利昂會破壞高空臭氧層，這對人類傷害極大。
1984年，《蒙特利爾協議》簽訂，大家都知道，如果破壞了臭氧層，人類就沒有辦法活下去了。所以在科學家的呼吁下，進行了全球化的抵抗氟利昂的行動。
現在有了氟利昂的替代品，如用氫取代的物質，它的活性比較強，在跑到高層之前大部分就也被破壞掉了，因此不會對高空臭氧層造成很大的破壞。研究臭氧層破洞的美國和德國科學家因此獲得了諾貝爾化學獎。這在我們領域里面是非常經典的例子。
還有一個例子，當航天飛船進入軌道，太空環境中有非常稀薄的氧原子，當航天飛船的速度非常快時，其表面會與氧原子發生何種反應，這種反應的破壞性如何，都需要去做基礎研究。
記者：化學分子反應動力學是一個怎樣的交叉學科?973項目的支持對學科的發展有什么意義?
楊學明：化學有很多的領域，比如材料化學、有機化學、無機化學、藥物化學等等，其中每個領域都與日常生活多多少少有關系。
分子反應動力學是一個交叉學科，因為它應用的方法和技術都是很接近物理的，物理和化學的交叉非常深入。
以前，我國在這個領域的研究還是比較薄弱的。1999年該項目第一次列入到973計劃里，對學科的發展起到了相當重要的作用。以前，這個領域的研究力量各自為戰，就像一盤散沙。有了973項目這個平臺，整合了各方面的力量，進行合作研究，科學家們也能相互鼓勵和幫助。這對于推動我國相關的研究工作是非常重要的。
記者：5年來，成績如何?
楊學明：在觀察氫原子和氫分子過渡態中的量子結構的研究方面，有了非常大的進展。在《科學》和《自然》上分別發表了一篇論文。
過渡態本身的觀測是非常重要的，就是要了解在什么情況下能看到，其反應過程是怎樣的。這是最簡單的化學反應，卻不一定能說清楚。盡管一些實驗和理論研究給出了一些解釋，但是細致的機理仍然不清楚。所以在基本概念上得到澄清，是很重要的。發表在《自然》上的那篇文章，就是給出了其類似于反應的共振現象不是由于共振態引起的，而是由于量子化的勢壘型過渡態所引起的。
《自然》審稿人的評語是：“我認為這是一篇非常重要的論文，其研究成果會引起各種學科里的人的直接關注，特別是在化學和物理的各個領域……(實驗上)如此高的分辨率以及理論與實驗之間如此的符合，甚至在5年之前還僅僅是人們的夢想……”
此外，還有一個氟加氫的反應，我們發現氟化氫處在很高的激發態，只要有足夠高的濃度，就能產生化學激光，這個機理的研究，能成為教科書里的經典案例。今年
3月份，成果發表在《科學》上。
項目實施5年來，共發表論文544篇，其中國際378篇。SCI收錄了529篇，EI收錄7篇，收錄率達到98.5%。
記者：項目組做了很多基礎性的工作，比如說理解化學反應的特性。能再舉一個例子嗎?
楊學明：再比如化學激光，在美國它是被作為一種空間戰略武器來研究，其化學機理的基礎性問題就顯得非常重要。
人們知道，激光就是把低能的分子打到高的激發態，粒子束就會產生激光。我們研究的是用化學的方法獲得激光。其中，一個關鍵問題在于如何讓化學樣品有效脫水，因為水是一種淬滅劑，能導致化學反應不充分。
課題組發明了一種方法，做到了讓樣品有效脫水。這種原創性的方法，會給該領域的研究帶來具大的推動作用。
記者：除了厘清概念，項目研究有沒有面向實際生產和生活的課題?
楊學明：“面向大氣化學和燃燒化學的自由基和光解離反應動力學研究”就屬于這類。
我們現在面臨一個非常重要的問題，就是大氣污染。一個是工廠里面排出來的二氧化硫、一氧化碳等，另一個是汽車尾氣里面排出來的氮氧化物。與光照反應后，形成各種危害。我們研究這種反應機理，可以在有害氣體排出來之前，讓它產生別的化學反應，把有害氣體處理掉。現在有了一些這樣的技術，但是還需要更深入的基礎研究做支持。了解這些大氣中的化學物質在不同的溫度、濕度等條件下，究竟會發生什么不同的反應，這對生產和生活有很現實的指導意義。
我們實驗室的所有設備都是自己設計的，因為只有做好了儀器設備，我們才能做更高水平的工作。我們實驗室現有的研究交叉分子束反應動力學的里德堡態氫原子飛渡時間譜裝置以及高分辨成像裝置都是我們設計的。
研究過程中，技術和方法上的創新是最重要的一個方面。我經常跟我的學生說，只有掌握了先進的實驗技術方法，你的研究工作才能在國際上得到廣泛的認可。
記者：是不是從某種程度上講，化學的創新就是技術手段的創新?
楊學明：對，如果你有很好的技術，再加上有很好的思路，你就可能獲得更多想要得到的信息。
我們知道“里德堡態氫原子飛渡時間譜技術”這種方法很好，但是把它應用到你的問題上，或者把它發展到極致，就很不容易。這需要依賴實驗上的各種技術的配合，比如激光技術、分子束技術、電子技術等等，這些技術都非常關鍵，而其可靠性要求也非常高，每樣東西的可靠率要在90%以上，否則你就成天要修理各種儀器了。
記者：除了設備還需要什么條件?
楊學明：除了好的設備以外，好的研究課題也是非常重要的。做研究你首先需要有一個非常明確的研究方向，并要找到好的研究課題。在我們實驗室，一個好的實驗一般要兩三年才能做出來，所以想清楚今后幾年做什么研究課題是一件非常重要的事。
我非常高興我們有機會獲得了科技部973項目的支持，使我們國家在這個領域的研究有了很大的進步。我也非常感謝科技部對我們973項目的支持，并希望今后還有機會獲得這樣的支持。
■編者按
“認識化學反應的本質對促進化學學科及其它物質科學和高新技術的發展有著深遠的影響。”這是973計劃“化學反應的本質及其選控”項目結題報告上開篇的話。雖然我們還不能完全明了化學反應的本質，但從這句話中，對于項目的意義也能體會一二。“以前，這個領域的研究力量各自為戰，就像一盤散沙。有了973項目這個平臺，整合了各方面的力量，進行合作研究，科學家們也能相互鼓勵和幫助。這對于推動我國相關的研究工作是非常重要的。”首席科學家楊學明如是說。
